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Supernovae: Die Supernova 1987A und die Suche nach dem Neutronenstern

Seit ihrem Ausbruch im Jahr 1987 steht die Supernova 1987A im Fokus der Forschung. Mit Hilfe von Beobachtungen bei unterschiedlichen Wellenlängen fahnden Forscher nach dem Neutronenstern, zu dem sich der Vorgängerstern der Explosion entwickelt haben sollte. Aktuelle Beobachtungen liefern nun Hinweise auf das kompakte Objekt.
Supernova 1987A (künstlerische Darstellung)

Ein internationales Team von Astronomen um Giovanna Zanardo vom International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) beobachtete die Überreste der Supernova 1987A im Sternbild Schwertfisch. Dabei stießen die Forscher im Inneren der Struktur auf Synchrotronstrahlung, die entsteht, wenn relativistische Elektronen nahe der Lichtgeschwindigkeit durch Magnetfelder abgelenkt werden. Dieses Signal könnte ein Hinweis auf den Neutronenstern sein, der bei der Supernova-Explosion zurückgeblieben sein sollte und nach dem seit mehr als 20 Jahren gesucht wird.

Supernova 1987A bei unterschiedlichen Wellenlängen | Bei verschiedenen Wellenlängen lassen sich unterschiedliche Strukturen im Überrest der Supernova ausmachen. Das linke Bild ist eine Aufnahme mit dem Weltraumteleskop Hubble aus dem Jahr 2010. Es zeigt insbesondere die charakteristischen Ringstrukturen im sich ausdehnenden Überrest. Das mittlere Bild, ein Komposit von Beobachtungen mit ALMA und ATCA, lässt den inneren Staub und die Abstrahlung entlang der Stoßfront erkennen. Die Visualisierung rechts zeigt die mögliche Position des Neutronensterns.

Die Supernova 1987A ereignete sich am 23. Februar 1987 in der Großen Magellanschen Wolke – einer Zwerggalaxie in der Nachbarschaft des Milchstraßensystems. Mit einer Distanz von rund 170 000 Lichtjahren war sie die uns nächste Supernova, die seit der Erfindung des Fernrohrs beobachtet werden konnte. Das machte sie zu einem spannenden Untersuchungsobjekt, und die Beobachtungen ihres Ausbruchs ergaben neue Einblicke in die Mechanismen, die beim Kollaps alter Sterne eine Rolle spielen. Die Forscher gehen davon aus, dass ein Riesenstern mit rund 20 Sonnenmassen in sich zusammenfiel und den Ausbruch auslöste. Nachdem dieser seine äußeren Hüllen auf spektakuläre Weise abgestoßen hat, sollte der Theorie nach ein Neutronenstern am Ort der Supernova zurückgeblieben sein. Dieser konnte bisher jedoch nicht gefunden werden. Staub in den inneren Regionen des Überrests könnte das Objekt verdecken.

Die neuen Beobachtungen mit dem Radioobservatorium ALMA und dem Australia Telescope Compact Array (ATCA) erfolgten bei Wellenlängen zwischen dem Radiobereich und dem fernen Infrarot. Dabei gelang es den Astronomen, unterschiedliche Strahlungsanteile auszumachen: Strahlung, die an der sich ausbreitenden Stoßfront entsteht, und Strahlung aus den inneren Bereichen des Supernova-Überrests. Neben der Wärmestrahlung, die auf Staub zurückgeführt wird, der sich im Zentrum ausbildet, erregte insbesondere eine Synchrotron-Komponente die Aufmerksamkeit der Forscher. Diese könnte ein Hinweis auf einen Pulsarwindnebel sein. Solche Nebel entstehen in der Umgebung von jungen Neutronensternen, wenn im Zusammenspiel von Rotation und starken Magnetfeldern geladene Teilchen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Diese hochenergetischen Partikel umhüllen das kompakte Objekt und senden in Anwesenheit von magnetischen Feldern die charakteristische Synchrotronstrahlung aus. Sollte das gemessene Signal durch so ein Szenario hervorgerufen werden, wäre dies der erste indirekte Nachweis für den lange gesuchten Neutronenstern im Zentrum des Überrests von SN 1987A.

  • Quellen
Zanardo, G. et al., The Astrophysical Journal, 2014

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